Группа венгерских учёных показала, что измерение электрической ёмкости корней можно использовать для неразрушающего мониторинга развития кукурузы непосредственно в поле. Метод позволяет отслеживать динамику корневой системы в течение всего вегетационного сезона и оценивать реакцию растений на изменение условий выращивания.
Идея использовать электрические измерения для оценки корней появилась несколько десятилетий назад. В 1972 году чешский учёный О. Хлоупек показал, что электрическую ёмкость корневой системы можно измерять непосредственно в поле. С тех пор метод применяли в исследованиях различных сельхоз культур, однако его точность вызывала вопросы. На результат влияли влажность почвы, состояние растения и даже положение электрода на стебле.
В новой статье учёные рассказали о двухлетнем эксперименте с кукурузой в условиях повышенной концентрации углекислого газа. Один электрод помещали в почву, а второй — закрепляли на стебле растения и пропускали между ними слабый переменный ток. Корни при этом были своеобразной электрической системой: их клеточные мембраны обладают ёмкостными свойствами. При стандартизированных условиях измеренная ёмкость связана с размером и функциональным состоянием корневой системы.
Учёные проводили измерения 10 раз за сезон — от стадии двух–трёх листьев до полной спелости кукурузы. Показатели ёмкости постепенно увеличивались по мере роста кукурузы и достигали максимума примерно во время цветения, после чего снижались. При этом более высокая доза азота и повышенная концентрация CO₂ положительно влияли на развитие растений.
Особенно интересно, что измеренная во время цветения электрическая ёмкость коррелировала с площадью листьев и некоторыми другими характеристиками растения. И этот показатель позволял с определённой точностью предсказать будущую урожайность: коэффициент детерминации составил 0,58–0,64.
Традиционные методы изучения корней — например, выкапывание растений или взятие почвенных кернов — трудоёмки и повреждают корневую систему растений. Миниризотроны позволяют наблюдать за корнями без их извлечения, но требуют установки специальных трубок в почву. А электрический метод даёт возможность многократно обследовать одни и те же растения непосредственно в поле не нанося им ущерба.
Авторы считают, что такой подход позволит селекционерам быстрее отбирать сорта с мощной корневой системой, а агрономам — оперативно оценивать состояние посевов без лишних затрат.
